影响超声成像效果的模拟实验

换能器的工作频率及类型、测量距离、扫描间隔、仪器偏心及倾斜、目的层的波阻抗差异等因素都会不同程度地影响声波的传播 ,最终影响成像效果。针对这些影响因素研制了一套超声成像多维扫描系统 ,在实验室进行了大量的声成像模拟实验。实验结果表明 ,换能器频率的选择必须在成像分辨率和泥浆适应性之间进行折中 ,相同尺寸和频率的曲面型换能器比平面型换能器成像效果明显要好 ;采样间距越小 ,扫描速度越慢 ,其超声成像分辨率越高 ;应通过实验建立各种典型地质特征的声波成像解释图版 ,为实际应用提供参考和对比 ;通过对图像进行滤波、平衡、增强等处理以及根据超声换能器的声波辐射特征对图像进行高分辨率精细处理 ,以改进和提高信号的处理质量。实验分析结果有助于改进井下超声换能器的设计 。

热释电型红外焦平面阵列成像模拟实验研究

讨论了热释电型红外焦平面阵列成像系统及基本的信号处理 ,包括信号差分处理、非均匀性校正等 ,利用自扫描光电二极管列阵 (SSPA)对热释电型红外焦平面阵列成像系统进行了模拟实验 ,获得了满意的图像 .

仿复眼成像的实验模拟研究

利用计算机和图像卡对图像的处理功能，对平面微透镜阵列的多重像进行适当地处理来模拟并列型复眼的“镶嵌像”，对构成“镶嵌像”的拼法、像元数的不同做了对比实验，最后对影响镶嵌像的诸因素做了对比分析。

井间衍射层析成像的模拟和实验研究

地球物理衍射成像是近年来发展起来的一种波形及演技术，由于它利用波形资料中所包含的介质动力学特征的大量信息，因此，可达到的分辨率显著地优越于射线方法．但是它离实际应用还有距离．本文针对实际应用中遇到的问题进行了模拟研究，比较了Ｂｏｒｎ近似和Ｒｙｔｏｒ近似的抗干扰能力，并成功地进行了实验室的实测试验．

基于微米CT扫描成像实验及格子Boltzmann模拟方法的致密砂岩孔隙结构表征

采用微米CT扫描成像实验及格子Boltzmann模拟方法,对致密砂岩微观孔隙结构进行定性及定量表征。基于CT扫描成像实验灰度图像,分析致密砂岩孔隙类型、孔隙度、孔径分布及孔隙连通性特征;采用格子Boltzmann模拟(LBM)方法进行流动模拟,计算致密砂岩样品的渗透率。结果表明:致密砂岩有残余粒间孔、矿物溶蚀孔和微裂缝3种孔隙类型。Otsu双阈值算法能够有效分割基质相、孔隙相和黏土相。孔隙相的体积分数介于4.37%~8.77%,小于实测孔隙度,黏土相的体积分数介于6.44%~12.53%。孔径分布曲线为单峰形态,分布区间介于3~69μm,峰值介于10~15μm。黏土相能够提升致密砂岩的整体连通性,LBM方法模拟计算的渗透率与实测渗透率吻合很好。该结果对致密砂岩微观孔隙结构表征有参考意义。

电阻层析成像技术及其在水合物开采模拟实验中的应用

电阻层析成像是一种可视化的无损测量手段,可以为天然气水合物开采过程室内模拟实验提供有效的监测途径。首先介绍了电阻层析成像技术的工作原理、发展历程与应用现状,重点对电阻层析成像技术在天然气水合物室内模拟实验方面的主要应用进行了综述,并分析了存在的问题,在此基础上给出了解决问题的建议,为下一步开展水合物的电阻层析成像实验提供参考。

“模拟眼球成像”简易模型的制作

“模拟眼球成像”的实验，一般使用“双凸透镜成像装置”直观地揭示眼球成像原理与特点，但在探究晶状体的调节功能及近视形成与矫正的模拟实验中，由于频繁的位置移动与透镜的反复转换，学生要把模型演示的现象联想迁移到眼球成像有一定的难度。本制作是选用空的纸牛奶盒模拟“封闭的眼球”，内壁视为视网膜。利用此简易模型可以进行眼球成像的系列探究活动，如演示眼球成像原理，探究晶状体的调节功能，探究近视形成与近视眼矫正方法等。学生借助此模型的演示，更易将演示的现象迁移到认识真实眼球的成像规律。

探究眼球成像的实验设计

眼球成像及近视眼的形成是苏教版生物学教材七年级＂人体感知信息＂第一部分内容.教材中对眼球的结构和眼球成像做了详尽的理论叙述,但是对于晶状体只简单提及折射作用、自动调节等功能.七年级的学生还没有形成凸透镜成像的概念,缺少理论基础.为了让学生更好地理解本节课的内容,利用物理学凸透镜实验装置（光具座）加以改进,设计以下几个实验.

“模拟眼球成像及探究近视形成”教学设计

1 教材分析本节内容是苏科版八年级上册第六单元第十六章第二节“人体对信息的感知”的第二课时.人类在认识和改造世界的过程中主要依赖视觉,而视觉的形成属于生命活动的调节方式——反射,这对人们一出生就知道用眼睛看外面的世界这一常态来说是一种思维的转变.本节内容还涉及物理学知识,先通过凸透镜成像实验原理帮助学生理解眼球成像的过程.在此基础上,进一步探究近视的特点及原因,通过活动使学生在了解近视形成原因的基础上,引导学生注意用眼卫生,养成良好的用眼习惯,预防近视的形成.本节的重点是视觉的形成,难点是探究近视形成的原因.

利用核磁共振物理模拟实验研究岩性油气藏成藏机理

本文采用核磁共振成像技术(NMR)进行物理模拟实验,直观地观测了岩性圈闭中油的聚集成藏过程并定量模拟了不同条件下砂体中的含油性。实验结果表明,油气在砂体中的聚集是缓慢的,向上、向下及侧向都有油的运移,但以向上的运移速度较快,其次是侧向,向下较慢;温度、压力、砂体物性和围岩含油性是影响砂体含油性的重要因素。在实验研究的基础上,分析了岩性油气成藏的微观机理,将油气成藏过程划分为三个阶段,第一阶段为在扩散作用力、烃浓度差异压力作为动力克服毛细管阻力下的油气在烃源岩孔隙中心顺干酪根网络运移的过程;第二阶段为在毛细管压力差引导下的油气在砂泥岩界面通过孔隙和喉道渗滤的过程;第三阶段为在浮力作用下克服流体流动粘滞阻力和吸附阻力在砂体内富集的过程。

探测孤石高阻体的跨孔电阻率CT水槽物理模拟实验研究

采用重庆奔腾数控技术研究所的WDJD-3型多功能数字直流激电仪,在电法实验室水槽内布设了探测孤石高阻体的跨孔电阻率CT法观测系统,进行了物理模型实验。物理模拟实验采用多种观测装置(二极、三极和四极装置),对采集到的数据进行反演成像,得到如下结论:①二极装置电阻率CT反演成像结果不能反映出高阻体的位置与大小;②三极装置CT反演成像结果能较好反映孤石高阻体的位置与大小;③四极装置电阻率CT反演成像也能反映出孤石高阻体的位置与规模,效果与三极装置基本相同。物理模拟实验结果表明:三极或四极装置的跨孔电阻率CT法可用于探测高阻体,它具有采集方式灵活、数据稳定可靠、成像结果直观清晰的优点。基于物理模拟实验的结果,采用电阻率CT法对地铁盾构隧道洞身范围内的孤石高阻体探测具有一定的指导意义。对孤石体的三维电阻率CT法物理模拟实验正在进一步研究中。

天然气水合物钻采一体化模拟实验系统及降压法开采初步实验

现有的天然气水合物(以下简称水合物)开采技术实验研究通常在较小尺寸的模拟实验装置中进行,由于反应釜样品尺寸较小,导致明显的边界效应且实验结果难以在现场中得到应用,因而研发大尺寸水合物综合开采实验系统刻不容缓。为此,针对我国南海神狐海域泥质粉砂型水合物储层,基于降压法开采思路和工艺流程,研发了一套水合物钻、采一体化模拟实验系统,主要包括主体高压装置、钻采一体化、气液供给、围压加载、回压控制、气液固分离及在线监测、温度控制、数据测控与后处理等模块;利用该系统进行了冰点附近CO2水合物初步开采模拟实验;基于实验结果建立了数据获取及分析的基本流程,初步获得了在降压法开采CO2水合物过程中储层的温度、压力场变化以及产气、产水规律。实验结果表明:①该实验系统可模拟实际地质条件制备接近海洋水合物储层的样品,通过电阻层析成像技术实时监测水合物成藏与分布情况;②该实验系统还可模拟钻井、降压开采工艺与过程,实时监测出砂与管道流动等过程中产气量、产水量、产砂量、温度、压力等多个物理参数的变化情况,实现试采全过程的实验模拟。结论认为:①在出口压力一定的情况下,CO2水合物的产气、产水速率具有很大的波动性;②CO2水合物分解过程中储层温度分布不均匀,最大的温度降幅为5℃,表明水合物分解呈现出非均一性与随机性。

自电位层析成像的理论与实验研究

为研究自电位异常场的物理机制,本文根据Patella半无限空间自电位层析成像的理论方法,对有限边界条件下的图像重建进行了研究,根据四边形界面处自电位的测量数据,重建出异常电荷的二维概率分布.文中对图像重建进行了数值模拟,分析了改进成像精度的措施,并对受压岩石的破裂过程开展了实验模拟研究,成像结果表明,实验中发现的岩石破裂的裂隙同正电荷出现的最大概率区域的位置基本一致,反映了裂隙尖端处正负电荷分离的微观过程.

沿圆弧形路径积分的反射式超声层析成像方法及实验研究

讨论了近场及远场条件下沿圆弧积分的超声反射CT成像的重建算法 ,进行了计算机模拟成像 .在此基础上 ,建立了一套超声反射CT成像系统 ,对部分样品模型进行了实验成像 .

砂岩透镜体成藏门限物理模拟实验

利用核磁共振成像技术进行物理模拟实验 ,能够得到透镜体成藏过程和含油气性的直观、清晰、定量的信息。同一温度、压力、围岩含油饱和度条件下的核磁共振物理模拟实验显示 ,砂体含油性有随砂体物性增加而变好的趋势 ,存在一个聚烃门限。当渗透率太低时 ,围岩中的油不能进入岩心中。同一温度、压力、同一物性的岩心的实验显示 ,围岩含油气性也是影响岩心含油的重要因素 ;而且也存在一个临界的围岩含油饱和度下限值即围岩供烃门限 。

离体眼球体内环境模拟装置的研制

本文所述的离体眼球体内环境模拟装置利用仿生学原理,在体外模拟眼球的体内环境,以维持离体眼球的正常形态及其对刺激物的反应能力。评价实验证明该装置可以稳定的维持角膜的形态,满足离体眼球实验的需要。